FR2976173A1 - EMBARCATED OPTICAL MEANS FOR BIMODAL DIAGNOSTIC PROBE WITH OPTICAL AND ULTRASONIC IMAGING - Google Patents
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Abstract
L'invention se rapporte à un dispositif (40) pour sonde (1) de diagnostic bimodale à imageries optique et ultrasonore, la sonde comportant un corps principal (10) portant à son extrémité avant un transducteur à ultrasons (12). Le dispositif comprend une coque (41), des moyens d'éclairement (72a) montés sur l'extrémité avant de la coque de manière à assurer un éclairement à l'extérieur de celle-ci, ainsi que des moyens de collecte ou de détection (72b) montés sur cette extrémité avant de la coque de manière à assurer la collecte ou la détection d'un signal optique produit extérieurement à ladite coque. Selon l'invention, la coque comporte des moyens de fixation (80, 82) permettant son assemblage réversible autour du corps principal (10) de la sonde, avec les moyens d'éclairement et moyens de collecte ou de détection (72a, 72b) montés sur cette coque.The invention relates to a device (40) for a bimodal diagnosis probe (1) with optical and ultrasonic imaging, the probe comprising a main body (10) carrying at its front end an ultrasonic transducer (12). The device comprises a shell (41), illumination means (72a) mounted on the front end of the shell so as to provide illumination on the outside thereof, as well as collection or detection means (72b) mounted on this front end of the shell so as to ensure the collection or detection of an optical signal produced externally to said shell. According to the invention, the shell comprises fixing means (80, 82) allowing its reversible assembly around the main body (10) of the probe, with the illumination means and collection or detection means (72a, 72b). mounted on this hull.
Description
COQUE DEMONTABLE A MOYENS OPTIQUES EMBARQUES POUR SONDE DE DIAGNOSTIC BIMODALE A IMAGERIES OPTIQUE ET ULTRASONORE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine des sondes de diagnostic bimodales à imageries 10 optique et ultrasonore. Elle concerne tout particulièrement les sondes bimodales endorectales, destinées au diagnostic du cancer de la prostate. L'invention peut également concerner les sondes vaginales, ou bien être employée 15 aux fins de tout autre diagnostic susceptible de requérir une imagerie optique et une imagerie ultrasonore. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les sondes bimodales à imageries optique et 20 ultrasonore ont été récemment développées, notamment dans le domaine de la détection du cancer de la prostate. Un exemple de réalisation est décrit dans le document « Bimodal Ultrasound and Fluorescence Approch for Prostate Cancer Diagnosis », Journal of Biomedical 25 Optics 14(6), 2009). Ce type de sonde se révèle performant en raison de la complémentarité des deux modalités, l'imagerie optique étant capable d'apporter une information fonctionnelle avec un bon contraste, tandis5 2 que l'imagerie ultrasonore apporte une information morphologique avec une bonne résolution. Ainsi, dans le diagnostic précoce de certaines pathologies, l'approche consiste, à l'aide de mesures optiques et ultrasonores, à réaliser une première localisation des tumeurs potentielles, afin de guider ensuite un outil de biopsie destiné à prélever un échantillon de tissu dans la ou les zones suspectes. Une analyse de ces tissus sous microscope permet par la suite de confirmer ou pas leur nature tumorale. Si de telles sondes donnent entière satisfaction dans les fonctionnalités qu'elles procurent, leur conception reste néanmoins à optimiser. En particulier, l'accès aux équipements optiques peut être compliqué, et nécessiter l'intervention d'un technicien spécialisé pour opérer des réparations et/ou des changements d'équipements. En outre, cela complexifie la fabrication de telles sondes. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a donc pour but de remédier au moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci-dessus, relatifs aux réalisations de l'art antérieur. Pour ce faire, l'invention a tout d'abord pour objet un dispositif pour sonde de diagnostic bimodale à imageries optique et ultrasonore, cette sonde étant destinée à comporter un corps principal portant à son extrémité avant au moins un transducteur à ultrasons. Le dispositif comprend une coque s'étendant selon une direction longitudinale entre une extrémité arrière et une extrémité avant destinée à former au moins en partie l'extrémité avant de la 3 sonde, ce dispositif comprenant également des moyens d'éclairement montés sur l'extrémité avant de la coque de manière à assurer un éclairement à l'extérieur de celle-ci, ainsi que des moyens de collecte ou de détection montés sur l'extrémité avant de la coque de manière à assurer la collecte ou la détection d'un signal optique produit extérieurement à la coque. Selon l'invention, la coque comporte des moyens de fixation permettant son assemblage réversible autour du corps principal de la sonde, avec les moyens d'éclairement et moyens de collecte ou de détection montés sur cette coque. L'invention est donc remarquable en ce qu'elle prévoit une coque amovible avec des moyens optiques embarqués, ce qui simplifie la conception de la sonde bimodale sur laquelle le dispositif est destiné à être assemblé. En effet, les réparations et/ou les changements d'équipements optiques embarqués sur la coque peuvent être initiés simplement en démontant cette même coque de la sonde, ce qui procure un accès direct aux équipements optiques, sans avoir à intervenir sur les moyens acoustiques restant quant à eux à poste sur la sonde. Ces opérations peuvent par conséquent être réalisées de manière aisée et rapide, sans nécessiter l'intervention d'un technicien spécialisé. La conception simplifiée de la présente invention permet également de faciliter la fabrication de la sonde bimodale, dont les moyens acoustiques et les moyens optiques peuvent être parfaitement 4 dissociés. A titre d'exemple, les moyens optiques peuvent être facilement implantés sur leur coque associée, par exemple par insertion et/ou collage. Par ailleurs, grâce à cette conception, les phases de nettoyage, de désinfection et de stérilisation de la sonde peuvent être mises en oeuvre facilement, en démontant la/les coques à moyens optiques embarqués. Enfin, il est indiqué que les moyens de fixation réversibles peuvent être de toute conception connue de l'homme du métier. A titre d'exemple, il peut s'agir d'un assemblage par emboîtement, coincement, clipsage, vissage, etc. De préférence, lesdits moyens d'éclairement sont associés à un premier câblage, lesdits moyens de collecte ou de détection sont associés à un second câblage, et lesdits premier et second câblages cheminent longitudinalement le long de la ladite coque, depuis ladite extrémité avant de la coque, au moins jusqu'à son extrémité arrière. De préférence, ces câblages sont également montés sur la coque, tout le long de celle-ci. Par conséquent, ils accompagnent eux aussi la coque lors de son montage sur la sonde autour du corps principal, et également lors du démontage. TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of optical and ultrasonic bimodal diagnostic probes with optical and ultrasonic imaging. BACKGROUND OF THE INVENTION It particularly concerns endorectal bimodal probes for the diagnosis of prostate cancer. The invention may also relate to vaginal probes, or may be employed for any other diagnosis that may require optical imaging and ultrasound imaging. STATE OF THE PRIOR ART Bimodal probes with optical and ultrasonic imaging have been recently developed, particularly in the field of the detection of prostate cancer. An exemplary embodiment is described in the document "Bimodal Ultrasound and Fluorescence Approach for Prostate Cancer Diagnosis", Journal of Biomedical Optics 14 (6), 2009). This type of probe proves to be efficient because of the complementarity of the two modalities, optical imaging being capable of providing functional information with a good contrast, while ultrasonic imaging provides morphological information with good resolution. Thus, in the early diagnosis of certain pathologies, the approach consists, by means of optical and ultrasound measurements, of making a first localization of the potential tumors, in order then to guide a biopsy tool intended to take a tissue sample from the suspect area or zones. An analysis of these tissues under a microscope subsequently makes it possible to confirm or not their tumor nature. If such probes are completely satisfactory in the features they provide, their design remains to be optimized. In particular, access to optical equipment can be complicated, and require the intervention of a specialized technician to make repairs and / or equipment changes. In addition, it complicates the manufacture of such probes. DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the invention is therefore to remedy at least partially the disadvantages mentioned above, relating to the embodiments of the prior art. To do this, the invention firstly relates to a device for bimodal diagnostic probe with optical and ultrasonic imaging, this probe being intended to comprise a main body carrying at its front end at least one ultrasonic transducer. The device comprises a shell extending in a longitudinal direction between a rear end and a front end intended to form at least partly the front end of the probe 3, this device also comprising illumination means mounted on the end front of the shell so as to provide illumination outside thereof, and collection or detection means mounted on the front end of the shell so as to ensure the collection or detection of a signal optical produced externally to the hull. According to the invention, the shell comprises fixing means allowing its reversible assembly around the main body of the probe, with the illumination means and collection or detection means mounted on this shell. The invention is therefore remarkable in that it provides a removable shell with embedded optical means, which simplifies the design of the bimodal probe on which the device is intended to be assembled. Indeed, repairs and / or changes of optical equipment on board the hull can be initiated simply by dismantling the same hull of the probe, which provides direct access to optical equipment, without having to intervene on the acoustic means remaining as for them stationed on the probe. These operations can therefore be performed easily and quickly, without the intervention of a specialized technician. The simplified design of the present invention also facilitates the manufacture of the bimodal probe, whose acoustic means and optical means can be perfectly dissociated. For example, the optical means can be easily implanted on their associated shell, for example by insertion and / or bonding. Moreover, thanks to this design, the cleaning, disinfection and sterilization phases of the probe can be implemented easily, by dismantling the shells / optical embedded means. Finally, it is indicated that the reversible fixing means may be of any design known to those skilled in the art. By way of example, it may be an assembly by interlocking, wedging, clipping, screwing, etc. Preferably, said illumination means are associated with a first wiring, said collection or detection means are associated with a second wiring, and said first and second wiring run longitudinally along said shell, from said front end of the cable. hull, at least up to its rear end. Preferably, these wirings are also mounted on the shell, all along it. Therefore, they also accompany the hull when it is mounted on the probe around the main body, and also during disassembly.
Ces câblages peuvent être de nature optique ou électrique, en fonction de la conception retenue pour les moyens d'éclairement et les moyens de collecte ou de détection montés sur l'extrémité avant de la coque. These wirings may be optical or electrical in nature, depending on the design adopted for the illumination means and the collection or detection means mounted on the front end of the shell.
A cet égard, il est noté que les moyens d'éclairement sont destinés à produire de la lumière. In this regard, it is noted that the illumination means are intended to produce light.
Il peut par exemple s'agir d'une diode laser, ou encore d'une LED ou d'un élément similaire. Lorsque l'un des éléments de ce type est retenu pour former tout ou partie des moyens d'éclairement, il est monté 5 directement à l'extrémité avant de la coque. Son câblage associé correspond alors à un câblage électrique, permettant de relier cet élément à une source d'énergie électrique. Alternativement, tout ou partie des moyens d'éclairement peuvent être réalisés à l'aide de l'extrémité d'une fibre optique, dite fibre optique d'excitation, qui constitue alors ledit câblage associé. Dans un tel cas, cette fibre optique d'excitation chemine le long de la coque pour ensuite rejoindre une source de lumière distante, qui peut être pulsée ou continue. Pour ce qui concerne les moyens de détection, ils sont destinés à détecter de la lumière, c'est-à-dire à détecter un signal optique. Il peut par exemple s'agir d'une photodiode, d'un capteur optique matriciel, ou de tout autre élément similaire. Lorsque l'un des éléments de ce type est retenu pour former tout ou partie des moyens de détection, il est monté directement à l'extrémité avant de la coque. Son câblage associé correspond alors à un câblage électrique, permettant de relier cet élément à une source d'énergie électrique. Alternativement, il peut être retenu des moyens de collecte, capable de capter de la lumière en vue de l'acheminer vers des moyens de détection distants, par exemple du type de ceux mentionnés ci- 6 dessus. Il peut alors s'agir de l'extrémité d'une fibre optique, la fibre constituant alors ledit câblage associé, en permettant l'acheminement du signal optique vers les moyens de détection déportés. La fibre optique peut néanmoins être remplacée par tout autre guide de lumière réputé approprié pour l'homme du métier, sans sortir du cadre de l'invention. Préférentiellement, comme évoqué ci-dessus, ledit premier câblage comprend au moins une première fibre optique dont l'extrémité avant, montée sur l'extrémité avant de la coque, forme lesdits moyens d'éclairement, et ledit second câblage comprend au moins une seconde fibre optique dont l'extrémité avant, montée sur l'extrémité avant de la coque, forme lesdits moyens de collecte. Encore plus préférentiellement, ledit premier câblage comprend une pluralité de premières fibres optiques dont chacune des extrémités avant forme des moyens d'éclairement, ledit second câblage comprend une pluralité de secondes fibres optiques dont chacune des extrémités avant forme des moyens de collecte, les extrémités avant des premières et secondes fibres optiques s'inscrivant sur au moins une ligne courbe, et de préférence une seule, s'inscrivant dans un plan. It may for example be a laser diode, or an LED or a similar element. When one of the elements of this type is retained to form all or part of the illumination means, it is mounted directly to the front end of the shell. Its associated wiring then corresponds to electrical wiring, to connect this element to a source of electrical energy. Alternatively, all or part of the illumination means can be made using the end of an optical fiber, called optical excitation fiber, which then constitutes said associated wiring. In such a case, this optical excitation fiber travels along the shell to then join a distant light source, which can be pulsed or continuous. As regards the detection means, they are intended to detect light, that is to say to detect an optical signal. It may for example be a photodiode, a matrix optical sensor, or any other similar element. When one of the elements of this type is retained to form all or part of the detection means, it is mounted directly to the front end of the shell. Its associated wiring then corresponds to electrical wiring, to connect this element to a source of electrical energy. Alternatively, collecting means capable of collecting light can be retained for conveying it to remote detection means, for example of the type mentioned above. It may then be the end of an optical fiber, the fiber then constituting said associated wiring, allowing the routing of the optical signal to the remote detection means. The optical fiber may nevertheless be replaced by any other light guide deemed appropriate for those skilled in the art, without departing from the scope of the invention. Preferably, as mentioned above, said first wiring comprises at least a first optical fiber whose front end, mounted on the front end of the shell, forms said illumination means, and said second wiring comprises at least one second optical fiber whose front end, mounted on the front end of the shell, forms said collection means. Even more preferentially, said first wiring comprises a plurality of first optical fibers, each of the front ends of which forms illumination means, said second wiring comprises a plurality of second optical fibers, each of the front ends of which forms collection means, the front ends first and second optical fibers on at least one curved line, and preferably only one, forming a plane.
De plus, pour une performance optimale, les extrémités avant des premières et secondes fibres optiques sont de préférence agencées en alternance sur une ligne courbe, qui est préférentiellement un arc de cercle. In addition, for optimum performance, the leading ends of the first and second optical fibers are preferably arranged alternately on a curved line, which is preferably an arc of a circle.
Par ailleurs, l'écart angulaire entre l'extrémité avant d'une première fibre quelconque et 7 chacune des extrémités avant des deux secondes fibres directement consécutives, est compris entre 5° et 25°, de préférence entre 10 et 20°, et est encore plus préférentiellement de l'ordre de 15°. Ces valeurs, contrastant largement par rapport à celles habituellement retenues dans l'art antérieur, permettent d'améliorer considérablement la collecte du signal optique. Les performances de la sonde sont par conséquent sensiblement accrues. Moreover, the angular difference between the front end of any first fiber and each of the front ends of the two directly consecutive second fibers is between 5 ° and 25 °, preferably between 10 and 20 °, and is more preferably of the order of 15 °. These values, contrasting widely with those usually retained in the prior art, significantly improve the collection of the optical signal. The performance of the probe is therefore substantially increased.
De préférence, lesdits moyens d'éclairement et lesdits moyens de collecte ou de détection affleurent la surface extérieure de la coque. L'absence de protubérance permet d'éviter des lésions sur les tissus contre lesquels la sonde est destinée à être appliquée. Alternativement, ces moyens pourraient être disposés en retrait de la surface extérieure de la coque, en prévoyant alors de combler l'orifice subsistant d'un matériau transparent, translucide ou diffusant, de telle sorte que l'extrémité avant de la coque présente le moins d'aspérités possible. L'invention concerne également une sonde de diagnostic bimodale à imageries optique et ultrasonore, comportant un corps principal portant à son extrémité avant au moins un transducteur à ultrasons, ladite sonde comprenant en outre au moins un dispositif tel que décrit ci-dessus, dont la coque portant lesdits moyens d'éclairement et moyens de collecte ou de détection est assemblée de manière réversible autour dudit corps principal. Preferably, said illumination means and said collection or detection means are flush with the outer surface of the shell. The absence of protuberance prevents lesions on the tissues against which the probe is intended to be applied. Alternatively, these means could be set back from the outer surface of the shell, while providing for filling the remaining orifice of a transparent material, translucent or diffusing, so that the front end of the shell has the least asperities possible. The invention also relates to a bimodal diagnostic probe with optical and ultrasonic imaging, comprising a main body carrying at its front end at least one ultrasonic transducer, said probe further comprising at least one device as described above, whose shell carrying said illumination means and collection or detection means is reversibly assembled around said main body.
Selon un mode de réalisation préféré, la sonde bimodale comprend deux dispositifs, avec les deux 8 coques agencées de manière symétrique selon un plan passant par un axe longitudinal de la sonde. Cette conception à deux coques permet de faciliter l'implantation des moyens optiques sur ces mêmes coques, par exemple un prévoyant des moyens de réception des moyens optiques directement sur la surface intérieure de ces coques. Bien entendu, cette solution à deux « demi-coques » complémentaires facilite également les opérations de réparation et/ou de changement des équipements optiques embarqués sur la coque. De préférence, chaque demi-coque est globalement concave, la concavité étant orientée vers l'axe longitudinal de la sonde. De préférence, les deux coques forment conjointement une enveloppe tout autour du corps principal de sonde, et, à leurs extrémités avant, ces deux coques définissent un espace comblé par ledit au moins un transducteur à ultrasons. Par conséquent, avec cette conception, les coques définissent quasiment toute la partie de la sonde destinée à être introduite dans le corps humain lors de la réalisation du diagnostic, à l'exception de la partie recouvrant les moyens acoustique. D'ailleurs, alternativement, ces coques pourraient également recouvrir ledit au moins un transducteur à ultrasons, à condition d'être transparentes aux ultrasons, sans sortir du cadre de l'invention. Selon un autre mode de réalisation envisagé, la sonde bimodale n'est équipée que d'une seule coque monobloc, qui s'étend donc sur 360°. Les opérations de nettoyage et de stérilisation s'en 9 trouvent simplifiées. De plus, avec la coque monobloc, la sonde s'avère plus rigide. De préférence, pour la solution à deux coques, la sonde bimodale comprend également, aux interfaces entre les coques, un matériau de remplissage de ces interfaces. Cela permet de faciliter la stérilisation de la sonde, désassembler ses coques à moyens Naturellement, ce matériau biocompatible, du type silicone sans nécessairement optiques embarqués. de remplissage / élastomère, est retenu de façon à ne pas trop contraindre un désassemblage ultérieur des coques de la sonde. De préférence, la sonde bimodale comprend également un manche de préhension à partir duquel le corps principal s'étend vers l'avant, ledit manche présentant une ou plusieurs rainures sur sa surface extérieure, recevant les premier et second câblages issus de l'extrémité arrière de la coque de chaque dispositif. According to a preferred embodiment, the bimodal probe comprises two devices, with the two shells 7 arranged symmetrically in a plane passing through a longitudinal axis of the probe. This design with two shells makes it easier to install the optical means on these same shells, for example a provision means for receiving the optical means directly on the inner surface of these shells. Of course, this solution with two complementary "half-shells" also facilitates the repair and / or change operations of optical equipment embedded on the hull. Preferably, each half-shell is generally concave, the concavity being oriented towards the longitudinal axis of the probe. Preferably, the two shells together form an envelope all around the probe main body, and at their front ends, these two shells define a space filled by said at least one ultrasonic transducer. Therefore, with this design, the shells define almost all the part of the probe intended to be introduced into the human body when carrying out the diagnosis, with the exception of the part covering the acoustic means. Moreover, alternatively, these shells could also cover said at least one ultrasonic transducer, provided they are transparent to ultrasound, without departing from the scope of the invention. According to another embodiment envisaged, the bimodal probe is equipped only with a single one-piece shell, which therefore extends over 360 °. The cleaning and sterilization operations are simplified. In addition, with the one-piece shell, the probe is more rigid. Preferably, for the two-shell solution, the bimodal probe also comprises, at the interfaces between the shells, a filling material for these interfaces. This makes it easier to sterilize the probe, disassemble its hulls means Naturally, this biocompatible material, silicone type without necessarily embedded optics. filler / elastomer, is retained so as not to overly constrain subsequent disassembly of the hulls of the probe. Preferably, the bimodal probe also comprises a grip handle from which the main body extends forward, said handle having one or more grooves on its outer surface, receiving the first and second wiring from the rear end the hull of each device.
Enfin, il est noté que la sonde est préférentiellement une sonde endorectale, destinée au diagnostic du cancer de la prostate. Alternativement, il peut s'agir d'une sonde vaginale. L'invention a aussi pour objet un procédé 25 de fabrication d'une sonde bimodale telle que décrite ci-dessus, comprenant les étapes suivantes : - équiper la coque de chaque dispositif de ses moyens d'éclairement et moyens de collecte ou de détection ; puis 30 - assembler, de manière réversible, chaque dispositif autour du corps principal de la sonde. 10 Le terme fabrication est ici à considérer au sens large, car il concerne non seulement la fabrication d'une telle sonde bimodale, mais également sa réparation nécessitant la mise en oeuvre des deux étapes mentionnées ci-dessous, et également la transformation d'une sonde ultrasonore en une sonde bimodale, toujours par mise en oeuvre des deux étapes mentionnées ci-dessous. Dans ce dernier cas de la transformation d'une sonde à imagerie ultrasonore en une sonde bimodale selon l'invention, une première étape peut consister à retirer la coque d'origine de la sonde à imagerie ultrasonore. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; - la figure 1 représente une vue en perspective d'une sonde de diagnostic bimodale selon un mode de réalisation préféré de la présente invention ; - la figure 2 est une vue éclatée de celle montrée sur la figure 1 ; - la figure 3 représente une vue de côté de la sonde montrée sur les figures précédentes, accouplée à un système d'imagerie ; - la figure 4 représente en coupe longitudinale de l'un des deux dispositifs amovibles à coque équipée de moyens optiques, prévus sur la sonde représentée sur les figures précédentes ; 11 - la figure 5 représente une vue éclatée en perspective d'une partie avant de la sonde montrée sur les figures précédentes ; - la figure 6 représente une vue en coupe prise le long de la ligne VI-VI de la figure 4 ; - la figure 7 représente une vue de dessus de la sonde montrée sur les figures précédentes ; - la figure 8 représente une vue schématique de côté montrant l'agencement des moyens optiques sur l'extrémité avant de la coque montrée sur les figures 4 et 5 ; - la figure 9 représente une vue schématisant le montage des deux dispositifs amovibles à coque équipée de moyens optiques, sur la sonde ; et la figure 10 représente une vue schématique en perspective de la sonde montrée sur les figures précédentes, sur laquelle est monté un outil de biopsie destiné à prélever un échantillon de tissu. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Tout d'abord en référence aux figures 1 à 3, on peut apercevoir une sonde endorectale 1 selon un mode de réalisation préféré de la présente invention. Cette sonde de diagnostic est bimodale, en ce sens qu'elle est à imagerie optique et à imagerie ultrasonore. Elle comporte un manche de préhension 2 de forme longiligne, d'axe 4 définissant la direction longitudinale de la sonde. Le manche 2 est prolongé vers l'avant, dans la direction de l'axe 4, par une partie d'introduction 6 destinée à être insérée dans la région anatomique à investiguer. 12 La partie d'introduction 6 présente ainsi une surface extérieure lisse 8, essentiellement formée par deux coques amovibles à moyens optiques embarqués, qui seront explicitées ci-après. Intérieurement, cette partie d'introduction 6 est formée par un corps principal 10 longiligne, de forme sensiblement cylindrique d'axe 4. A son extrémité arrière, le corps principal 10 est porté par le manche 2, tandis que son extrémité avant porte des moyens acoustiques 12, prenant la forme d'un ou plusieurs transducteurs à ultrasons recouverts à l'avant par une protection 14 en matériau du type silicone, formant partie de ladite surface extérieure lisse 8. Cette protection 14 est naturellement transparente aux ultrasons, biocompatible, et assure l'étanchéité de la sonde. Le ou les transducteurs ultrasonores peuvent être de forme linéaire ou matricielle, avec une géométrie de surface plane, convexe ou concave. Dans le mode de réalisation préféré représenté, le transducteur est un réseau linéaire de géométrie de surface convexe, fournissant un angle de vision sectorielle. En effet, le transducteur 14 prend ici une forme globale de demi-disque dont la face plane est agencée orthogonalement à l'axe 4, en direction de l'arrière de la sonde. Finally, it is noted that the probe is preferably an endorectal probe for the diagnosis of prostate cancer. Alternatively, it may be a vaginal probe. The invention also relates to a method of manufacturing a bimodal probe as described above, comprising the following steps: equipping the shell of each device with its illumination means and collection or detection means; and then reversibly assembling each device around the main body of the probe. The term manufacture is here to be considered in a broad sense, since it concerns not only the manufacture of such a bimodal probe, but also its repair requiring the implementation of the two steps mentioned below, and also the transformation of a ultrasonic probe in a bimodal probe, always by implementing the two steps mentioned below. In the latter case of the transformation of an ultrasound imaging probe into a bimodal probe according to the invention, a first step may consist in removing the original hull of the ultrasound imaging probe. Other advantages and features of the invention will become apparent in the detailed non-limiting description below. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS This description will be made with reference to the appended drawings among which; FIG. 1 represents a perspective view of a bimodal diagnostic probe according to a preferred embodiment of the present invention; FIG. 2 is an exploded view of that shown in FIG. 1; FIG. 3 represents a side view of the probe shown in the preceding figures, coupled to an imaging system; - Figure 4 shows a longitudinal section of one of the two removable devices with shell equipped with optical means, provided on the probe shown in the preceding figures; Figure 5 shows an exploded perspective view of a front portion of the probe shown in the preceding figures; FIG. 6 represents a sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 4; FIG. 7 represents a view from above of the probe shown in the preceding figures; FIG. 8 is a schematic side view showing the arrangement of the optical means on the front end of the shell shown in FIGS. 4 and 5; - Figure 9 shows a schematic view of the mounting of the two removable devices with shell equipped with optical means on the probe; and Figure 10 is a schematic perspective view of the probe shown in the preceding figures, on which a biopsy tool is mounted for taking a tissue sample. DETAILED DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS First of all with reference to FIGS. 1 to 3, an endorectal probe 1 may be seen according to a preferred embodiment of the present invention. This diagnostic probe is bimodal in that it is optical imaging and ultrasound imaging. It comprises a gripping handle 2 of elongate shape, with axis 4 defining the longitudinal direction of the probe. The handle 2 is extended forward, in the direction of the axis 4, by an insertion portion 6 intended to be inserted into the anatomical region to be investigated. The introduction part 6 thus has a smooth outer surface 8, essentially formed by two removable shells with onboard optical means, which will be explained below. Internally, this insertion portion 6 is formed by an elongated main body 10 of substantially cylindrical shape with axis 4. At its rear end, the main body 10 is carried by the handle 2, while its front end carries means acoustic 12, in the form of one or more ultrasonic transducers covered at the front by a protection 14 of silicone-type material forming part of said smooth outer surface 8. This protection 14 is naturally ultrasonic transparent, biocompatible, and ensures the tightness of the probe. The ultrasonic transducer (s) may be of linear or matrix form, with flat, convex or concave surface geometry. In the preferred embodiment shown, the transducer is a linear array of convex surface geometry, providing a sectorial viewing angle. Indeed, the transducer 14 here takes a global form of half-disk whose plane face is arranged orthogonal to the axis 4, in the direction of the rear of the probe.
Un câblage électrique 16 est connecté au transducteur 12 et chemine à travers le corps principal 6, puis à travers le manche 2 pour s'extraire à une extrémité arrière de ce dernier. Le câblage électrique 16 est ensuite raccordé à un système d'imagerie à ultrasons 20, représenté sur la figure 3. 13 Il est noté qu'un ou plusieurs modules d'électronique de multiplexage peuvent être disposés entre les transducteurs 12 et le système d'imagerie 20, afin de réduire le nombre de câbles de liaison du câblage 16. Ces modules peuvent être implantés soit dans le corps principal 10, soit dans le manche 2, sans sortir du cadre de l'invention. Comme cela a été évoqué ci-dessus, la sonde est équipée de deux dispositifs prenant chacun la forme d'une coque amovible embarquant des moyens optiques. Ces dispositifs 40 vont à présent être détaillés en référence aux figures 4 à 7. Ils sont agencés autour du corps principal 4, de manière symétrique selon un plan longitudinal passant par l'axe 4. Chacun de ces deux dispositifs 40 présente une coque 41 dont la partie centrale 42 chemine le long du corps principal de sonde 10. Cette partie centrale 42 est cylindrique, d'axe parallèle à l'axe 4. La section droite de cette partie 42 prend la forme globale d'un C dont l'intérieur est orienté vers le corps principal de sonde 10, et dont l'extérieur forme une partie de la surface extérieure lisse 8. Plus précisément, l'intérieur du C présente un méplat 44 destiné à être en contact plan avec une surface plane correspondante 46 du corps principal de sonde 10, comme cela est le mieux visible sur les figures 5 et 6. De plus, les faces intérieures 50 des deux extrémités du C coopèrent avec des surfaces complémentaires cylindriques 52 de section circulaire prévues sur le corps principal de sonde 10, entre les deux surfaces planes 46. Ces coopérations de formes permettent 14 d'orienter correctement les coques 41 par rapport au corps principal de sonde 10. A l'avant, la coque 41 intègre un élément d'extrémité avant 56 en forme globale de disque, légèrement bombé vers l'extérieur, et destiné à contacter l'un des deux flancs latéraux du transducteur 12. L'axe de ce disque est orthogonal à l'axe 4. Lorsque les deux coques 41 sont assemblées sur la sonde, les deux éléments d'extrémité avant 56 et le transducteur 12 définissent ensemble une extrémité avant de sonde en forme générale de sphère, éventuellement tronquée, ou de cylindre d'axe orthogonal à l'axe 4. A l'arrière, la coque 41 intègre un élément d'extrémité arrière 58 qui s'évase jusqu'à une surface plane d'extrémité arrière 60, orthogonale à l'axe 4. Cette surface 60 est destinée à être en contact plan avec une surface complémentaire 62 prévue sur une embase élargie 64 du corps principal de sonde 10, montée à l'extrémité avant du manche 2. Les éléments 42, 56, 58 de la coque 41 sont de préférence réalisés d'une seule pièce, de préférence dans un matériau plastique du type polyuréthane, également biocompatible et assurant l'étanchéité de la sonde. L'une des particularités de la présente invention réside dans le fait que chaque coque 41 est équipée de moyens optiques embarqués, ici constitués par des fibres optiques cheminant le long de la coque, selon l'axe 4. Il s'agit tout d'abord d'un premier câblage comprenant une pluralité de premières fibres 15 optiques 70a, dont les extrémités avant 72a forment chacune des moyens d'éclairement destinés à assurer un éclairement à l'extérieur de la sonde, en étant montées sur la périphérie avant de l'élément 56. An electrical wiring 16 is connected to the transducer 12 and travels through the main body 6, then through the handle 2 to exit at a rear end thereof. The electrical wiring 16 is then connected to an ultrasound imaging system 20, shown in FIG. 3. It is noted that one or more multiplexing electronics modules may be disposed between the transducers 12 and the control system. 20, in order to reduce the number of cables connecting the wiring 16. These modules can be located either in the main body 10 or in the handle 2, without departing from the scope of the invention. As mentioned above, the probe is equipped with two devices each taking the form of a removable shell carrying optical means. These devices 40 will now be detailed with reference to FIGS. 4 to 7. They are arranged around the main body 4 symmetrically along a longitudinal plane passing through the axis 4. Each of these two devices 40 has a hull 41 of which the central portion 42 runs along the main probe body 10. This central portion 42 is cylindrical, with an axis parallel to the axis 4. The cross section of this portion 42 takes the overall shape of a C whose interior is oriented toward the main probe body 10, and the outside of which forms a part of the smooth outer surface 8. More specifically, the inside of the C has a flat portion 44 intended to be in plane contact with a corresponding flat surface 46 of the main body of probe 10, as is best seen in Figures 5 and 6. In addition, the inner faces 50 of the two ends of the C cooperate with cylindrical complementary surfaces 52 of circular section provided s and ur the main body of probe 10, between the two flat surfaces 46. These forms cooperations 14 to correctly orient the hulls 41 relative to the main body of probe 10. At the front, the hull 41 integrates an element d ' front end 56 in overall disc shape, slightly curved outwardly, and intended to contact one of the two lateral sides of the transducer 12. The axis of this disc is orthogonal to the axis 4. When the two shells 41 are assembled on the probe, the two front end members 56 and the transducer 12 together define a forward probe end in the general shape of a sphere, possibly truncated, or a cylinder of axis orthogonal to the axis 4. rear, the shell 41 includes a rear end member 58 which flares to a flat rear end surface 60, orthogonal to the axis 4. This surface 60 is intended to be in plane contact with a complementary surface 62 planned on u an enlarged base 64 of the main probe body 10, mounted at the front end of the handle 2. The elements 42, 56, 58 of the shell 41 are preferably made in one piece, preferably in a plastic material of the type polyurethane, also biocompatible and sealing the probe. One of the peculiarities of the present invention resides in the fact that each shell 41 is equipped with embedded optical means, here constituted by optical fibers running along the shell, along the axis 4. This is all about firstly a first wiring comprising a plurality of first optical fibers 70a, whose front ends 72a each form illumination means for providing illumination outside the probe, being mounted on the front periphery of the Element 56.
Il s'agit aussi d'un second câblage comprenant une pluralité de secondes fibres optiques 70b, dont les extrémités avant 72b forment chacune des moyens de collecte destinés à assurer la collecte d'un signal optique produit à l'extérieur de la sonde, par le biais des premières fibres optiques 70a précitées. Ces extrémités avant 72b sont également montées sur la périphérie avant de l'élément 56. A titre indicatif, les fibres 70a, dite fibres optiques d'excitation, présentent un diamètre gainé de l'ordre de 155 pm, tandis que les fibres 70b, dites fibres de détection, présentent un diamètre gainé de l'ordre de 2,1 mm. Dans le mode de réalisation préféré représenté, chaque coque 41 est équipée de trois premières fibres optiques 70a, ainsi que de deux secondes fibres optiques 70b. Toutes les extrémités avant 70b, 72b des fibres optiques affleurent la surface extérieure 8 de la coque 41, afin d'éviter des lésions sur les tissus contre lesquels la sonde est destinée à être appliquée. It is also a second wiring comprising a plurality of second optical fibers 70b, whose front ends 72b each form collection means for collecting an optical signal produced outside the probe, by the bias of the first optical fibers 70a above. These front ends 72b are also mounted on the front periphery of the element 56. By way of indication, the fibers 70a, called the excitation optical fibers, have a sheathed diameter of the order of 155 μm, whereas the fibers 70b, said detection fibers have a sheathed diameter of the order of 2.1 mm. In the preferred embodiment shown, each shell 41 is equipped with three first optical fibers 70a, as well as two second optical fibers 70b. All the front ends 70b, 72b of the optical fibers are flush with the outer surface 8 of the shell 41, in order to avoid lesions on the tissues against which the probe is intended to be applied.
Pour ce faire, ces extrémités avant 70b, 72b traversent l'épaisseur de l'élément 56, pour déboucher de la sonde en direction de l'avant, comme cela est visible sur la figure 5. Les fibres 70a, 70b s'étendent donc depuis l'extrémité avant de la coque 41, où elles constituent les moyens d'éclairement 72a et les moyens de collecte 16 72b, puis cheminent vers l'arrière le long de la surface intérieure de la coque, dans une rainure 76 pratiquée sur le méplat 44, comme cela est visible sur la figure 6. Cette rainure 76 permet de guider correctement les fibres optiques 70a, 70b, et de faciliter leur implantation et leur éventuel remplacement. Ces fibres s'étendent au-delà de l'extrémité arrière de la coque 41, à partir de laquelle elles sont logées dans une gaine 78. Cette gaine est insérée dans une rainure longitudinale 79 pratiquée sur la surface extérieure du manche 2, pour ensuite être raccordées à un système d'imagerie optique 81 représenté schématiquement sur la figure 3, incorporant une source de lumière pulsée ou continue. Cette jonction peut s'effectuer à l'aide de raccords rapides. Chaque coque 41 présente la particularité de pouvoir être assemblée de manière réversible autour du corps principal de sonde 10, avec ses équipements optiques embarqués. Pour ce faire, elle est équipée de moyens de fixation appropriés, comprenant ici des ergots 80 portés par l'élément d'extrémité avant 56. Plus précisément, l'élément 56 porte deux ergots 80 diamétralement opposés, chacun destiné à être inséré dans une encoche 82 prévue sur l'enveloppe extérieure du transducteur 12. En fait, chacune des deux encoches 82 est prévue pour recevoir deux ergots 80 côte-à-côte, appartenant respectivement aux deux coques 41. Le contact obtenu entre les deux ergots logés dans une encoche, combiné aux contacts de chacun de ces deux 17 ergots avec les flancs latéraux de l'encoche, permettent le maintien des ergots au sein de cette encoche. De plus, le contact plan à l'extrémité arrière des coques, entre les surfaces complémentaires 60, 62, permet de bloquer les coques par rapport au corps principal de sonde. A cet égard, le montage réversible des coques 41 autour du corps principal de sonde 10 peut donc être assimilé à un clipsage, grâce à l'insertion des ergots dans leurs encoches respectives. Lorsqu'elles sont assemblées sur la sonde, les coques 41 forment une enveloppe tout autour du corps principal de sonde 10. Cette enveloppe est réalisée par les deux parties centrales 42, ainsi que par les deux éléments d'extrémité arrière 58. En revanche, ces coques 41 définissent entre les deux éléments d'extrémité avant 56 un espace comblé par le transducteur 12, comme cela est notamment visible sur la figure 7. Sur cette même figure, on peut apercevoir des interfaces de jonction entre les deux coques, référencées 86. Afin d'obtenir une surface extérieure 8 aussi lisse que possible, les rainures créées au niveau de ces interfaces sont comblées par un matériau de remplissage. Cela permet de faciliter la stérilisation de la sonde, sans nécessairement désassembler ses coques à moyens optiques embarqués. Naturellement, ce matériau de remplissage biocompatible, du type silicone / élastomère, est retenu de façon à ne pas trop contraindre un désassemblage ultérieur des coques de la sonde, par exemple réalisé en exerçant un effort séparateur à 18 l'aide de pointes insérées dans des orifices dédiés 88, formés aux interfaces 86 comme cela est visible sur la figure 7. Ce matériau de remplissage est également appliqué aux interfaces entre les coques et le transducteur à ultrasons. En référence à présent à la figure 8, on peut apercevoir que sur chaque coque, les extrémités avant 72a, 72b des fibres optiques 70a, 70b sont agencées en alternance le long d'un arc de cercle 90 de centre 89, cet arc de cercle 90, de diamètre analogue à celui de l'élément d'extrémité avant 56 traversé par les extrémités avant 72a, 72b des fibres, s'inscrivant dans un plan parallèle à l'axe 4. Lorsque les coques sont assemblées, les deux arcs de cercle 90 se retrouvent agencés parallèlement de part et d'autre du transducteur et de l'axe longitudinal 4. Par ailleurs, l'écart angulaire A entre l'extrémité avant 72a de chaque première fibre 70a, et chacune des extrémités avant 72b des deux secondes fibres 70b directement consécutives, est de préférence de l'ordre de 15°. Cette valeur d'environ 15° permet d'améliorer considérablement la collecte du signal optique. Les performances de la sonde sont par conséquent sensiblement accrues. To do this, these front ends 70b, 72b pass through the thickness of the element 56, to open the probe in the direction of the front, as can be seen in FIG. 5. The fibers 70a, 70b therefore extend from the front end of the shell 41, where they constitute the illumination means 72a and the collection means 72b, and then travel backwards along the inner surface of the shell, in a groove 76 made on the flat portion 44, as shown in Figure 6. This groove 76 correctly guides the optical fibers 70a, 70b, and facilitate their implementation and possible replacement. These fibers extend beyond the rear end of the shell 41, from which they are housed in a sheath 78. This sheath is inserted into a longitudinal groove 79 formed on the outer surface of the handle 2, for then to be connected to an optical imaging system 81 shown schematically in Figure 3, incorporating a pulsed or continuous light source. This connection can be made using quick couplers. Each shell 41 has the particularity of being able to be reversibly assembled around the main probe body 10, with its onboard optical equipment. To do this, it is equipped with appropriate fastening means, here comprising lugs 80 carried by the front end member 56. More specifically, the element 56 carries two lugs 80 diametrically opposed, each intended to be inserted into a notch 82 provided on the outer casing of the transducer 12. In fact, each of the two notches 82 is provided to receive two lugs 80 side-by-side, respectively belonging to the two shells 41. The contact obtained between the two lugs housed in a notch, combined with the contacts of each of these 17 pins with the side flanks of the notch, allow the retention of the lugs within this notch. In addition, the planar contact at the rear end of the shells, between the complementary surfaces 60, 62, makes it possible to block the shells with respect to the main probe body. In this respect, the reversible mounting of the shells 41 around the main probe body 10 can therefore be likened to clipping, by inserting the lugs into their respective notches. When they are assembled on the probe, the shells 41 form an envelope all around the main probe body 10. This envelope is made by the two central parts 42, as well as by the two rear end elements 58. On the other hand, these shells 41 define between the two front end elements 56 a space filled by the transducer 12, as can be seen in particular in FIG. 7. In this same figure, junction interfaces can be seen between the two shells, referenced 86 In order to obtain an outer surface 8 that is as smooth as possible, the grooves created at these interfaces are filled with a filling material. This makes it easier to sterilize the probe, without necessarily disassembling its shells with embedded optical means. Naturally, this biocompatible filling material, of the silicone / elastomer type, is retained so as not to unduly constrain subsequent disassembly of the shells of the probe, for example made by exerting a separating force by means of points inserted into dedicated orifices 88, formed at the interfaces 86 as can be seen in FIG. 7. This filling material is also applied to the interfaces between the shells and the ultrasonic transducer. Referring now to FIG. 8, it can be seen that on each shell, the front ends 72a, 72b of the optical fibers 70a, 70b are arranged alternately along a circular arc 90 of center 89, this circular arc 90, of diameter similar to that of the front end member 56 traversed by the front ends 72a, 72b of the fibers, forming a plane parallel to the axis 4. When the shells are assembled, the two arches of 90 circle are found arranged parallel to both sides of the transducer and the longitudinal axis 4. Moreover, the angular gap A between the front end 72a of each first fiber 70a, and each of the front ends 72b of the two second 70b fibers directly consecutive, is preferably of the order of 15 °. This value of about 15 ° considerably improves the collection of the optical signal. The performance of the probe is therefore substantially increased.
L'invention se rapporte également à un procédé de fabrication de la sonde bimodale qui vient d'être décrite. Ce procédé consiste tout d'abord à équiper chaque coque 41 de ses fibres optiques 70a, 70b, en les insérant latéralement dans leur rainure 76 de la surface intérieure de la coque. Ensuite, ces coques à moyens optiques embarqués sont assemblées, de 19 manière réversible, autour du corps principal de la sonde, comme cela été schématisé sur la figure 9. Ce montage s'effectue en rapprochant les deux coques l'une de l'autre selon une direction 94 orthogonale à l'axe 4, autour du corps principal 10, jusqu'à obtenir le clipsage des ergots 80 dans les encoches 82 correspondantes. Une fois l'assemblage réversible obtenu, un outil de biopsie 98 destiné à prélever un échantillon de tissu dans la ou les zones suspectes peut être monté extérieurement sur les coques 41, également par clipsage autour des parties centrales 42, comme cela est montré sur la figure 10. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemple non limitatif.20 The invention also relates to a method of manufacturing the bimodal probe which has just been described. This method consists first of all to equip each shell 41 with its optical fibers 70a, 70b, inserting them laterally into their groove 76 of the inner surface of the shell. Then, these hulls with embedded optical means are reversibly assembled around the main body of the probe, as shown schematically in FIG. 9. This assembly is carried out by bringing the two shells closer to one another in a direction 94 orthogonal to the axis 4, around the main body 10, until clipping of the lugs 80 into the corresponding notches 82. Once the reversible assembly has been obtained, a biopsy tool 98 for taking a tissue sample in the suspect zone or zones may be mounted externally on the shells 41, also by clipping around the central portions 42, as shown in FIG. Of course, various modifications may be made by those skilled in the art to the invention which has just been described, by way of non-limiting example only.
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